DE2633480A1

DE2633480A1 - Vorleitapparat fuer einen axialventilator grossen laufrad-durchmessers

Info

Publication number: DE2633480A1
Application number: DE19762633480
Authority: DE
Inventors: Helmut Brobeck
Original assignee: Kuehnle Kopp and Kausch AG
Current assignee: Howden Turbo GmbH
Priority date: 1976-07-26
Filing date: 1976-07-26
Publication date: 1978-02-16
Also published as: DE2633480B2; JPS5336712A; DE2633480C3; IN147784B; US4167368A

Description

Anmelder: Aktiengesellschaft Kühnle, Kopp & Kauseh,, 6710 Frankenthal ■

Vorleitapparat.für einen. Axialventilator großen taufrad-Durcnmessers

Die. Erfindung' betrifft einen Vorleitapparat mit verstellbaren Leitschaufeln fürJiXialventllatOr. ■ Derartige Vorleitapparate werden vor allem bei Axialventilatoren mit im Betrieb nicht verstellbaren Laufschaufeln eingesetzt - z.B. bei Axialgleichdruekventilatoren - um den Volumenstrom und die Druckerhöhung den jeweiligen Betriebsverhältnissen anpassen zu können.

-Es sind axial durchströmte verstellbare Vorleitapparate (häufig als Drallregler bezeichnet) bekannt, wobei die Drehachsen der Leitschaufeln senkrecht zur Ventilatordrehaehse über dem ganzen Umfang des Eintrittskanals vor dem Laufrad angeordnet sind (DT-PS 17 035 029). Es werden ferner Radialleitapparate mit verstellbaren Leitschaufeln vor Radialgebläsen verwendet, deren .-Leitschaufeldrehachsen parallel zur Gebläseachse verlaufen, Wobei die Strömungsrichtung senkrecht zur GeblSseachse ist (deutsche OS 24 0> II3). Schließlich ist auch bekannt, sogenannte Drallklappen mit zur Gebläseachse parallelen Drehachsen nur im Saugkasten von Radialgebläsen, d.h. nicht ringförmig um die Gebläseachse, anzuordnen (DT-AS 18 16 014).

Mit der zunehmenden Größe der heutigen Axialventilatoren erreichen die zugeordneten Axial-Vorleitapparate Durchmesser bis 6,3 Meter. Derart große Gebläse werden aus Kostengründen in Leichtbauweise aus relativ dünnen Blechen in Schweißkonstruktion hergestellt. Dabei wird auch der Mechanismus zur Verstellung der Leitschaufeln relativ elastisch, da er nicht stabiler

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sein kann als die Gehäuse selbst (vgl. hierzu DT-PS 8 45 I56, Fig. 6 und DT-OS 24 26 824). Hinzu kommen in vielal Fällen Verformungen durch hohe Betriebstemperaturen. Andereseits muß die Verstellung der Leitschaufeln mit möglichst kleinen Spielen, kleiner elastischer Verformung und^eringer Reibung erfolgen.

Es ist unter Leichtbaubedingungen kaum noch möglich, für sehr große Axial-Eintrittsleitapparate einen befriedigenden Verstellmechanismus zu konstruieren. Es sind immer größere Verstellmomente zur Überwindung von Reibungen und Klemmungen einzuführen.

Die erreichten Durehmesser der Axialvorleitapparate machen eine zusätzliche Lagerung der Leitschaufeln im Kern des Axialventilators erforderlich, um die Beanspruchung der Leitschaufelv/ellen zu beherrschen. Die zusätzliche Innenlagerung führt zur weiteren Zunahme der Reibungs- und Klemmkräfte.

Die bekannten Radialleitapparate sind geeignet, die mechanischen Schwierigkeiten großer Axialleitapparate zu vermeiden, da die Einzelschaufeln relativ kurz sind und ohne Schwierigkeit zweifach gelagert werden können. Ihre Schaufelwellen sind in ebenen parallelen Wänden gelagert und nicht in einem Zylindermantel wie beim Axialleitapparat. Die Lösungsmöglichkeiten für einfache, möglichst klemm- und reibungsfreie Verstellmechanismen sind bei Radialvorleitapparaten mit in einer Ebene liegenden SchaufelweIlen einfacher. Der Einsatz bekannter Radialleitapparate verbietet sich aber wegen der erforderlichen sehr großen Abmessungen und Gewichte für große Axialventilatoren,,

Die Anwendung der für Radialgebläse bekannten Drallklappen im

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Saugkasten ergibt für große Axialgebläse keinen ausreichenden, mit gutem Strömungswirkungsgrad erzielbaren Regelbereich.

Die Erfindung betrifft speziell einen Vorleitapparat für einen Axialventilator großen Laufraddurchmessers, mit einem Saugkasten, dessen Ansaugrichtung zur Ventilatorachse etwa senkrecht steht, wobei in den einander parallelen Wänden des Saugkastens die einander raraHelen Drehachsen der Drallschaufeln des Vorleitapparates gelagert sind, wobei die die parallelen Wände des Saugkastens verbindenden Mantelflächen den kreisförmigen Umriß des Laufradgehäuses tangierend und umschließend zusammenlaufen, und wobei die laufradseitige Wand des Saugkastens eine Ansaugöffnung hat.

Bei einem derartigen, aus der DT-OS 1 816 öl4 bekannten Ansaugkrümmer ist unmittelbar hinter der Öffnung des Ansaugkastens als Leitapparat eine Reihe von Drallschaufeln angeordnet, deren Drehachsen in einer Ebene liegen, die der Ansaugöffnung des Saugkastens parallel ist. Diese Anordnung ist zwar strömungstechnisch nicht in allen Fällen voll befriedigend, jedoch erheblich billiger als die strömungstechhisch voll befriedigende Konstruktion der DT-OS 2 4o3 113, bei welcher der Leitapparat die Gebläseachse Konzentrisch umgibt. Diese strömungstechnisch günstigere Anordnung führt zu außerordentlich großen Abmessungen und ist somit erheblich teurer als die Konstruktion gemäß der DT-OS 1 816 ol4; beispielsweise beträgt bei einem Durchmesser des Kreiselgebläses von 5 Metern der Durchmesser des Radialdrallreglers etv/a sechs bis sieben Meter.

Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, die strömungstechnischen Eigenschaften eines Ansaugkrümmers mit Vorleitapparat

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der eingangs angegebenen Art zu verbessern, um nahezu die strömungstechnischen Eigenschaften der Konstruktion der DT-OS 1 816 ol4 zu erreichen, ohne in entsprechendem Ausmaße den erforderlichen Bauaufwand zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird bei einem Ansaugkrümmer der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehachsen der Drallschaufeln auf einem Bogen angeordnet sind, der die runde Ansaugöffnung teilweise umgibt. Vorteilhaft erstreckt sich der Bogen über mindestens 18o und vorzugsweise über wenig mehr als 18o . Bei einer ganz besonders vorteilhaften Konstruktion ist der Bogen ein Kreisbogen, der tangential in den kreisförmigen Umriß des Laufradgehäuses einläuft.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Drehachsen der Drallschaufeln auf einem Bogen, so daß der Leitapparat die Gebläseachse die Ventilatorachse nur teilweise umfaßt, werden die strömungstechnischen Eigenschaften des Leitapparates denjenigen vergleichbar werden, welche die Anordnung der DT-OS 2 4o3 113 mit ungleich höherem baulichen Aufwand erzielt.

Bei den Konstruktionen der DT-OS 1 816 ol4 sowie der DT-OS 2 4o3 113 sind die Drehachsen der Drallschaufein genau parallel zur Gebläseachse angeordnet; bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ist dies nicht erforderlich. Schließen die einander parallelen Drehachsen der Drallschaufeln mit der Gebläseachse einen Winkel ein, so liegen die Mitten der einzelnen Drehachsen der Drallschaufeln auf dem genannten Bogen.

Eine besonders gedrungene Konstruktion, die preiswert herzustellen ist, erzielt man dann, wenn der Kreisbogen, auf welchem die Drehachsen liegen, tangential in den kreisförmigen

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Umrißdes Laufradgehäuses einläuft. Schließen die einander parallelen Drehachsen der Drallschaufein mit der Gebläseachse einen Winkel ein, so ist in diesem Fall unter dem Kreisbogen, welcher tangential in den kreisförmigen Umriß des Läufradgehäuses einläuft, derjenige zu verstehen, der den von der Gebläseachse entferntesten Punkten der Drehachsen der Drallschaufeln zugeordnet ist. .

Die strömungstechnische Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Leitapparates kann noch dadurch verbessert werden, daß zwischen dem Leitapparat und der Ansaugöffnung des Saugkastens eine Reihe von Leitklappen.angeordnet ist, deren Drehachsen in einer Ebene liegen, die der Ansaugöffnung des Saugkastens parallel ist/Vorteilhaft sind diese Leitklappen durch den gleichen Mechanismus verstellbar wie die Drallschaufeln und ermöglichen dann eine-Absperrung der Ansaugöffnung des Änsaugkastens, wenn sie einander überlappen, d.h., sie übernehmen zusätzlich auch die Funktion der sonst noch üblichen Absperrklappen. ;

In den Zeichnungen ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ansaugkrümmers schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 wird vom.Laufrad 44 durch den Saugkasten 4 das Fördermedium_r z.B. Luft in Ansaugrichtung 6 angesaugt. Die Ventilatorachse 8 ragt links aus dem Ansaugkrümmer 2 heraus und ist außerhalb des Ansaugkrümmers im Lager 46 gelagert.

Unmittelbar hinter der Ansaugöffnung 36 des Saugkastens trifft das angesaugte Medium auf eine Reihe von Leitklappen 38, welche auf Drehachsen 4o in einander parallelen Wänden und 7 gelagert sind. Die axiale Erstreckung der Ansaug-

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öffnung 36 ist in Fig. 1 sichtbar, wogegen die Breite b in Fig. 2 sichtbar ist.

An die parallelen Wände 5 und 7, zwischen denen die Leitklappen 38 gelagert sind, schließen sich die parallelen Wände Io und 12 an, zwischen denen, auf dem Kreisbogen 34 der Fig. 2, die Drallschaufeln 16 auf Drehachsen 14 gelagert sind. Die Erstreckung des aus den Drallschaufeln 14 gebildeten Leitapparates, in Richtung des Kreisbogens 34, ist erheblich größer als die Breite b der Ansaugöffnung 36, über welche sich die Reihe der Leitklappen 38 erstreckt. Aus diesem Grunde ist im Bereich des Kreisbogens 34, also der Drallschaufeln 16, der Abstand der parallelen Wände Io und 12 (in Fig. 1) geringer als der Abstand derjeniger paralleler Wände 5 und 7, zwischen welchen die Leitklappen 38 gelagert sind. Der Strömungsquerschnitt im Bereich der Drallschaufeln 16 ist-dann etwa gleich dem Strömungsquerschnitt im Bereich der Leitklappen 38.

Fig. 2 ist zu entnehmen, daß die Breite b des Saugkastens größer ist als der Durchmesser a des Laufradgehäuses 18 (vgl. auch Fig. 1). Die die parallelen Wände Io und 12 des Saugkastens 4 verbindenden Mantelflächen 2o und 22 verlaufen zunächst, bis zur Querebene 28, parallel. Diese Querebene hat einen Abstand s von der dem.Saugkasten 4 abgewandten Wandung des Laufradgehäuses 18. Dieser Abstand s ist etwa gleich der halben Breite b des Saugkastens oder etwas kleiner. An die parallelen Wände 2o und 22 schließt sich ein in der Schnittdarstellung der Fig. 2 halbkreisförmiger Mantelabschnitt 32 an, dessen Radius r gleich der halben Breite b des Saugkastens und somit etwa gleich dem Abstand s (oder etwas größer) ist. Durch diese Formgebung des Mantelabschnitts 32 hat man rechts und links genügend Platz, um in der

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dargestellten Weise die Drallschaufeln 16 um mehr als 18o um die Ventilatorachse 8 anzuordnen. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, daß der Mittelpunkt M des Kreisbogens 34, auf welchem die Drehachsen 14 der Drallschaufeln iiegen, derart exzentrisch zur Ventilatorachse 8 angeordnet ist, daß er zwischen der Ventilatorachse 8 und der Querebene 28 liegt.

Fig. 2 entnimmt man auch, daß der Kreisbogen 34, auf dem die Drehachsen 14 der Drallschaufeln 16 Iiegen, etwa tangential in den kreisförmigen Umriß 24 des Laufradgehäuses 18 einläuft. Dies ergibt die besonders gedrungene und somit preiswerte Bauweise des dargestellten Ausführungsbeispieles.

Vorteilhaft sind die Leitklappen 38 derart verstellbar, daß sie einander überlappen und die Ansaugöffnung 36 des Saugkastens 4 vollständig verschließen können. Eine besondere Absperrvorrichtung ist dann nicht erforderlich, sondern wird durch die Leitklappen 38 selbst gegeben.

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IQ

L e e r s e i \ ο

Claims

Anspruch e

1.) Vorleitapparat für einen Axialventilator großen Laufraddurchmessers, mit einem Saugkasten, dessen Ansang— richtung zur Ventilatorachse etwa senkrecht steht, wobei in den einander parallelen ;Wänden des Saugkastens die einander parallelen Drehachsen der Drallschaufeln des Vorlextapparates gelagert sind, wobei die die parallelen Wände des Saugkastens verbindenden Mantelflächen den kreisförmigen Umriß des Laufradgehäuses tangierend und umschließend zusammenlaufen, und v/obei die laufradseitige Wand des Saugkastens eine Ansaugöffnung hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (14) der Drailschaufeln (16) auf einem Bogen (34) angeordnet sind, der die runde Ansaugöffnung (26) teilweise umgibt.

2. Vorleitapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Bogen (34) sich über mindestens 18o erstreckt.

3. Vorleitapparat nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen (34) sich über wenig mehr als" I8o° erstreckt.

4. Vorleitapparat nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen (34) ein Kreisbogen ist, der tangential in den kreisförmigen umriß (24) des iaufradgehäuses (18) einläuft.

5. Vorleitapparat nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorleitapparat (14, 16) und der Ansaugöffnung (36) des Saugkastens (4) Leitklappen (38) angeordnet sind, deren Drehachsen (4o) in einer Ebene (42) liegen, die der Ansaugöffnung des Saugkastens parallel ist.

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6. Vorleitapparat nach Anspruch 5^ dadurch gekennzeichnet, daß die Drallschaufeln (16j und die Leitklappen (3ßJ durch den gleichen Mechanismus verstellbar sind.

7. Vorleitapparat nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitklappen (38) in einer Absperrstellung einander überlappen.

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